Суперсеть
На очереди – перспективные грид-технологии
На очереди – перспективные грид-технологии Продолжением «СКИФа» стала программа «Триада», которая стартовала в конце 2005 года. Она включает 14 научно-исследовательских проектов для аэрокосмической, автомобильной, станкоинструментальной отраслей и оборонной промышленности. А третья союзная программа «СКИФ-Грид» позволит объединить суперкомпьютеры в единую сеть, сделать ее необъятные ресурсы доступными для самого широкого круга пользователей.
Цель «Триады», которая завершится в 2008 году, – внедрение наукоемких технологий для освоения конкурентоспособной продукции и выхода на внешние рынки. Программа ставит задачу адаптировать лучшие мировые IТ-технологии для отечественных суперкомпьютеров, создавать собственные высокотехнологичные разработки для проектирования новой техники, предложить гамму персональных кластеров, имеющих производительность несколько сотен миллиардов операций в секунду и при этом доступных по цене.
Программа «СКИФ-Грид» является следующим этапом в развитии суперкомпьютерных технологий, разработанных в рамках программ «СКИФ» и «Триада». Здесь в игру вступят уже перспективные грид-технологии.
Кто такой «грид»?
Мир стоит на пороге новой компьютерной революции: на смену Интернету идет суперсеть – грид, которая позволит использовать вычислительные сверхмощности в режиме удаленного доступа. Возможно, в ближайшем будущем произойдет трансформация привычного для нас сегодня WWW (World Wide Web – Интернета) в WWG (World Wide Grid – всемирную грид-сеть). Магическая грид-среда, способная виртуализировать процессоры, память и коммуникации, обещает превратить все компьютерные ресурсы мира в своего рода гигантский мультипроцессор, обладающий практически неограниченными вычислительными возможностями.
Простые суперкомпьютеры, не объединенные в территориально-распределенную систему, обладают как минимум тремя существенными недостатками. Во-первых, это очень дорогостоящая техника, которая быстро морально устаревает. Супермашины из первой сотни рейтинга «Топ-500» уже через два-три года, как правило, оказываются в самом хвосте этого списка или вообще выпадают из него. Во-вторых, это «статичность» вычислительных мощностей суперкомпьютеров, которые практически не поддаются серьезной модернизации, зачастую она не позволяет использовать их для решения задач нового уровня сложности.
И наконец, третий «большой минус» – низкий КПД суперкомпьютеров вследствие неравномерности загрузки мощностей. В идеале от этих недостатков можно избавиться при объединении суперкомпьютеров в грид-сеть.
Входящие в сеть «грид» компьютеры будут являться частью одного суперкомпьютера, который по вычислительной мощности будет во много раз превосходить «СКИФ». Союзные суперкомпьютеры тоже станут частью глобальной вычислительной сети. Таким образом, создатели суперкомпьютеров сэкономят бюджетные деньги на тотальное обновление своих детищ, при этом добавив им вычислительной мощности.
Гонка уже идет
Соединенные Штаты сегодня – безусловный мировой лидер по части практического строительства грид-сетей. В 2004 году Джордж Буш официально объявил о начале работы президентской стратегической грид-программы (Strategic Grid Computing Initiative), основной целью которой является «создание единого национального пространства высокопроизводительных вычислений».
К настоящему времени в США уже успешно функционируют четыре национальные грид-сети, находящиеся под заботливой опекой ключевых государственных ведомств: компьютерная сеть национального фонда научных исследований (NSF Comp. Grid), информационная сеть поддержки НАСА (NASA Information Power Grid), глобальная информационная сеть министерства обороны (DOD GI Grid) и сеть суперкомпьютерной инициативы министерства энергетики (DOE ASCI Grid).
Большое внимание грид-технологиям в последние годы уделяет и руководство Евросоюза, серьезно озабоченного наметившимся отставанием в этой области от США. В 2005 году Еврокомиссия подготовила специальную программу стоимостью 13 млрд евро, в рамках которой грид-компьютингу отводится роль стимулятора и важнейшего ресурса для превращения Евросоюза в «самую конкурентоспособную в мире экономику знаний».
C 2000 года ведутся работы по освоению грид-технологий и в Китае. Долгое время информация о том, на какой стадии находится реализация проекта ChinaGrid, была фактически засекречена. Информационная бомба взорвалась в середине июля 2006 года, когда китайские СМИ во всеуслышание объявили о завершении работы над Китайским образовательным грид-проектом (China Educational Grid Project – CEGP). CEGP объединил компьютерные сети нескольких десятков крупнейших университетов страны и предоставил миллионам китайских студентов прямой доступ к базам данных, онлайновым учебным курсам и сервисным приложениям по самым разным направлениям и дисциплинам.
В скором времени к этому альянсу может подключиться и Индия, которая также объявила о начале реализации собственной Национальной грид-компьютинговой инициативы GARUDA, предусматривающей объединение в грид-сеть 17 крупнейших научно-исследовательских центров страны.
По прогнозам западных экспертов, объем инвестиций в грид-проекты с 2003 по 2008 год вырастет в 20 раз. Поскольку грид-технологии еще находятся в начале своего жизненного цикла, то Белоруссия и Россия имеют все предпосылки не допустить отставания в этом новом направлении.
Только не останавливаться
«Во-первых, нам необходимо продолжать развивать разработки и производство союзной высокопроизводительной вычислительной техники, – считает руководитель Республиканского суперкомпьютерного центра коллективного пользования Объединенного института проблем информатики НАН РБ Виталий Стецюренко. – В частности, будет создан ряд высокотехнологичных систем различного назначения на основе суперкомпьютеров семейства «СКИФ» нового поколения. Во-вторых, перед специалистами стоит задача снизить зависимость Белоруссии и России от поставок импортных комплектующих и готовых высокопроизводительных вычислительных систем, а также снизить риски в сфере информационной безопасности – ведь они неизбежно возникают при использовании импортных аппаратных и программных средств высокопроизводительных вычислений.
От Владивостока до Калининграда сменяются несколько часовых поясов. И если сегодня некоторые суперкомпьютеры в ночное время простаивают без работы, то в перспективе они будут задействованы круглосуточно. Особо сложные задания мы сможем распределять между несколькими машинами и таким образом ускорять решение задачи», – уверен Виталий Стецюренко.
Белоруссия «плетет» сеть
Интеграция шести суперкомпьютеров, созданных в Белоруссии в рамках союзной программы «СКИФ», в единую национальную, а затем и международную сеть с использованием грид-технологий позволит более эффективно использовать потенциал, сделает его доступным для большего круга пользователей. Есть проекты такого сотрудничества не только с Россией, но и с прибалтийскими государствами, другими странами Евросоюза.
«Когда мы включаем вилку электроприбора в розетку, нам все равно, где вырабатывается электроток. Так и пользователь сети суперкомпьютеров будет направлять задание, а решаться оно будет на временно свободных мощностях», – объяснил суть новой программы «СКИФ-Грид» гендиректор Объединенного института проблем информатики НАН РБ Сергей Абламейко. Грид-технологии, по его словам, – это суперкомпьютер в энной степени, то есть гиперкомпьютер, если так можно выразиться.
Кстати, чтобы сеть была доступна большему числу пользователей, белорусские ученые создают персональные суперкомпьютеры. Как ожидается, вместо 1,9 миллиона долларов (цена «СКИФ К-1000») «малыш» будет стоить примерно 40-50 тысяч. При этом по габаритам он будет довольно компактным, так как будет состоять из четырех-пяти обычных системных блоков. Такая мини-машина позволит выполнять от 250 миллиардов и больше операций в секунду (0,25 терафлопа и выше).
Две такие чудо-машины в республике уже сделаны, сейчас проводится их тестирование. А до конца года их оценит и госкомиссия. Один такой компьютер, скорее всего, свяжет в единую сеть все медицинские учреждения белорусской столицы, второй же будет «служить» в силовых структурах Белоруссии, совершенствуя систему пограничного контроля Союзного государства.
Долго запрягали, но как поедем?
Приходится констатировать, что развитие отечественной суперкомпьютерной отрасли все еще серьезно тормозится громоздкой процедурой согласований. Но, к счастью, длившийся два года этап предварительной подготовки программы «СКИФ-Грид» наконец-то преодолен. Государственными заказчиками – координаторами проекта выступят Национальная академия наук Белоруссии и Федеральное агентство по науке и инновациям России. Головными исполнителями проекта станут Объединенный институт проблем информатики НАН РБ и Институт программных систем РАН.
На финансирование научно-технической программы Союзного государства «Разработка и использование программно-аппаратных средств грид-технологий и перспективных высокопроизводительных (суперкомпьютерных) систем семейства «СКИФ» будет направлено свыше 1 млрд российских рублей. В том числе будет выделено из средств бюджета Союзного государства 681 млн российских рублей: 446,5 млн рублей и 234,5 млн рублей для Российской Федерации и Республики Беларусь соответственно. Выполнение программы может начаться уже с третьего квартала 2007 года.
Цель «Триады», которая завершится в 2008 году, – внедрение наукоемких технологий для освоения конкурентоспособной продукции и выхода на внешние рынки. Программа ставит задачу адаптировать лучшие мировые IТ-технологии для отечественных суперкомпьютеров, создавать собственные высокотехнологичные разработки для проектирования новой техники, предложить гамму персональных кластеров, имеющих производительность несколько сотен миллиардов операций в секунду и при этом доступных по цене.
Программа «СКИФ-Грид» является следующим этапом в развитии суперкомпьютерных технологий, разработанных в рамках программ «СКИФ» и «Триада». Здесь в игру вступят уже перспективные грид-технологии.
Кто такой «грид»?
Мир стоит на пороге новой компьютерной революции: на смену Интернету идет суперсеть – грид, которая позволит использовать вычислительные сверхмощности в режиме удаленного доступа. Возможно, в ближайшем будущем произойдет трансформация привычного для нас сегодня WWW (World Wide Web – Интернета) в WWG (World Wide Grid – всемирную грид-сеть). Магическая грид-среда, способная виртуализировать процессоры, память и коммуникации, обещает превратить все компьютерные ресурсы мира в своего рода гигантский мультипроцессор, обладающий практически неограниченными вычислительными возможностями.
Простые суперкомпьютеры, не объединенные в территориально-распределенную систему, обладают как минимум тремя существенными недостатками. Во-первых, это очень дорогостоящая техника, которая быстро морально устаревает. Супермашины из первой сотни рейтинга «Топ-500» уже через два-три года, как правило, оказываются в самом хвосте этого списка или вообще выпадают из него. Во-вторых, это «статичность» вычислительных мощностей суперкомпьютеров, которые практически не поддаются серьезной модернизации, зачастую она не позволяет использовать их для решения задач нового уровня сложности.
И наконец, третий «большой минус» – низкий КПД суперкомпьютеров вследствие неравномерности загрузки мощностей. В идеале от этих недостатков можно избавиться при объединении суперкомпьютеров в грид-сеть.
Входящие в сеть «грид» компьютеры будут являться частью одного суперкомпьютера, который по вычислительной мощности будет во много раз превосходить «СКИФ». Союзные суперкомпьютеры тоже станут частью глобальной вычислительной сети. Таким образом, создатели суперкомпьютеров сэкономят бюджетные деньги на тотальное обновление своих детищ, при этом добавив им вычислительной мощности.
Гонка уже идет
Соединенные Штаты сегодня – безусловный мировой лидер по части практического строительства грид-сетей. В 2004 году Джордж Буш официально объявил о начале работы президентской стратегической грид-программы (Strategic Grid Computing Initiative), основной целью которой является «создание единого национального пространства высокопроизводительных вычислений».
К настоящему времени в США уже успешно функционируют четыре национальные грид-сети, находящиеся под заботливой опекой ключевых государственных ведомств: компьютерная сеть национального фонда научных исследований (NSF Comp. Grid), информационная сеть поддержки НАСА (NASA Information Power Grid), глобальная информационная сеть министерства обороны (DOD GI Grid) и сеть суперкомпьютерной инициативы министерства энергетики (DOE ASCI Grid).
Большое внимание грид-технологиям в последние годы уделяет и руководство Евросоюза, серьезно озабоченного наметившимся отставанием в этой области от США. В 2005 году Еврокомиссия подготовила специальную программу стоимостью 13 млрд евро, в рамках которой грид-компьютингу отводится роль стимулятора и важнейшего ресурса для превращения Евросоюза в «самую конкурентоспособную в мире экономику знаний».
C 2000 года ведутся работы по освоению грид-технологий и в Китае. Долгое время информация о том, на какой стадии находится реализация проекта ChinaGrid, была фактически засекречена. Информационная бомба взорвалась в середине июля 2006 года, когда китайские СМИ во всеуслышание объявили о завершении работы над Китайским образовательным грид-проектом (China Educational Grid Project – CEGP). CEGP объединил компьютерные сети нескольких десятков крупнейших университетов страны и предоставил миллионам китайских студентов прямой доступ к базам данных, онлайновым учебным курсам и сервисным приложениям по самым разным направлениям и дисциплинам.
В скором времени к этому альянсу может подключиться и Индия, которая также объявила о начале реализации собственной Национальной грид-компьютинговой инициативы GARUDA, предусматривающей объединение в грид-сеть 17 крупнейших научно-исследовательских центров страны.
По прогнозам западных экспертов, объем инвестиций в грид-проекты с 2003 по 2008 год вырастет в 20 раз. Поскольку грид-технологии еще находятся в начале своего жизненного цикла, то Белоруссия и Россия имеют все предпосылки не допустить отставания в этом новом направлении.
Только не останавливаться
«Во-первых, нам необходимо продолжать развивать разработки и производство союзной высокопроизводительной вычислительной техники, – считает руководитель Республиканского суперкомпьютерного центра коллективного пользования Объединенного института проблем информатики НАН РБ Виталий Стецюренко. – В частности, будет создан ряд высокотехнологичных систем различного назначения на основе суперкомпьютеров семейства «СКИФ» нового поколения. Во-вторых, перед специалистами стоит задача снизить зависимость Белоруссии и России от поставок импортных комплектующих и готовых высокопроизводительных вычислительных систем, а также снизить риски в сфере информационной безопасности – ведь они неизбежно возникают при использовании импортных аппаратных и программных средств высокопроизводительных вычислений.
От Владивостока до Калининграда сменяются несколько часовых поясов. И если сегодня некоторые суперкомпьютеры в ночное время простаивают без работы, то в перспективе они будут задействованы круглосуточно. Особо сложные задания мы сможем распределять между несколькими машинами и таким образом ускорять решение задачи», – уверен Виталий Стецюренко.
Белоруссия «плетет» сеть
Интеграция шести суперкомпьютеров, созданных в Белоруссии в рамках союзной программы «СКИФ», в единую национальную, а затем и международную сеть с использованием грид-технологий позволит более эффективно использовать потенциал, сделает его доступным для большего круга пользователей. Есть проекты такого сотрудничества не только с Россией, но и с прибалтийскими государствами, другими странами Евросоюза.
«Когда мы включаем вилку электроприбора в розетку, нам все равно, где вырабатывается электроток. Так и пользователь сети суперкомпьютеров будет направлять задание, а решаться оно будет на временно свободных мощностях», – объяснил суть новой программы «СКИФ-Грид» гендиректор Объединенного института проблем информатики НАН РБ Сергей Абламейко. Грид-технологии, по его словам, – это суперкомпьютер в энной степени, то есть гиперкомпьютер, если так можно выразиться.
Кстати, чтобы сеть была доступна большему числу пользователей, белорусские ученые создают персональные суперкомпьютеры. Как ожидается, вместо 1,9 миллиона долларов (цена «СКИФ К-1000») «малыш» будет стоить примерно 40-50 тысяч. При этом по габаритам он будет довольно компактным, так как будет состоять из четырех-пяти обычных системных блоков. Такая мини-машина позволит выполнять от 250 миллиардов и больше операций в секунду (0,25 терафлопа и выше).
Две такие чудо-машины в республике уже сделаны, сейчас проводится их тестирование. А до конца года их оценит и госкомиссия. Один такой компьютер, скорее всего, свяжет в единую сеть все медицинские учреждения белорусской столицы, второй же будет «служить» в силовых структурах Белоруссии, совершенствуя систему пограничного контроля Союзного государства.
Долго запрягали, но как поедем?
Приходится констатировать, что развитие отечественной суперкомпьютерной отрасли все еще серьезно тормозится громоздкой процедурой согласований. Но, к счастью, длившийся два года этап предварительной подготовки программы «СКИФ-Грид» наконец-то преодолен. Государственными заказчиками – координаторами проекта выступят Национальная академия наук Белоруссии и Федеральное агентство по науке и инновациям России. Головными исполнителями проекта станут Объединенный институт проблем информатики НАН РБ и Институт программных систем РАН.
На финансирование научно-технической программы Союзного государства «Разработка и использование программно-аппаратных средств грид-технологий и перспективных высокопроизводительных (суперкомпьютерных) систем семейства «СКИФ» будет направлено свыше 1 млрд российских рублей. В том числе будет выделено из средств бюджета Союзного государства 681 млн российских рублей: 446,5 млн рублей и 234,5 млн рублей для Российской Федерации и Республики Беларусь соответственно. Выполнение программы может начаться уже с третьего квартала 2007 года.
вк
ок
youtube
telegram
ru–by
MAX
